2.3神经冲动的产生和传导课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

神经冲动的产生和传导 本节重难点 兴奋是如何在神经纤维上传导的？ 兴奋在突触处是如何传递的？ 为什么不能滥用兴奋剂和吸食毒品？ 预习检测 兴奋以什么形式沿着神经纤维传导？ 什么叫做神经冲动？ 兴奋在突触处是如何传递的？ 导入 短跑赛场上，发令枪一响，运动员会像离弦的箭一样冲出，现在世界短跑比赛规则规定，在枪响后0.1s内起跑被视为抢跑。 讨论：从运动员听到枪响到作出起跑的反应，信号的传导经过了那些结构？ 感受器（耳）、传入神经（听觉神经）、神经中枢（大脑皮层-脊髓）、传出神经、效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉） 讨论：短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么？ 人类从听到声音到做出反应起跑需要经过反射弧的各个结构，完成这一反射活动所需的时间至少需要0.1s 听觉神经 耳 大脑皮层—脊髓 新授内容 坐骨神经 腓肠肌 伽尔瓦尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。经过反复实验，他认为痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“动物电”。 意大利医生、生理学家 伽尔瓦尼（L.Galvani） 这表明，在神经系统中，兴奋以电信号的形式传导，这种电信号也叫神经冲动。 600μm 枪乌贼巨轴突 蛙的神经由许多神经纤维经构成，如何研究单个神经纤维上的神经冲动呢？ 兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？产生电流要求有电位差，所以需要测量神经细胞膜的电位变化。 汉水丑生侯伟作品 轴突 ＋ － 刺激 接膜电位记录装置 问题: 膜未受刺激时，膜内电位低，膜外电位高，记住外正内负，称为静息电位。理论上细胞内液和外液都是电中性的，为什么膜内外却存在电位差呢？ + + + + + + + + 理想神经元（模型）分析 细胞内 细胞外 90 K+ 单位：mmol/L 30 Na+ 4 Cl- 116 A- 3 K+ 117 Na+ 120 Cl- 0 A- Na+是细胞外液主要的阳离子，K+是细胞内液主要的阳离子；Cl-是细胞外液主要的阴离子。膜内外离子分布不均衡是主动运输所致。细胞内外液是电中性的。 － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ 思考、如何解释膜未受刺激时，膜内外就存在电位差？ 假设1：静息电位是K+外流导致的。 假设2：静息电位Cl-内流导致的。 实验结果显示：只有改变K+浓度，静息电位才会发生显著变化。例如，增大膜外K+浓度（加钾盐），静息电位会由-70mV变为-60mV。 改变Cl-浓度，未受刺激时膜电位基本没有变化。 K+外流 膜片钳技术可以测定单个离子通道的开闭情况导致的膜电位变化。研究发现：静息电位是一种K+通道一直处于开放状态所引起的K+外流所导致的。 K+外流 静息电位产生机制 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ 神经细胞膜外的Na+浓度高，膜内K+浓度高。 静息时，膜对K+的通透性大，即K +通道蛋白开放，造成K+外流，使膜外的阳离子浓度高于膜内，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。 静息电位产生机制 动画演示 K+ Na+ K通道 Na通道 膜外 膜内 内负外正 K+外流 动作电位产生机制 Na+ 膜外 膜内 膜外 + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + K+ K+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ 在受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，造成Na+内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，出现内正外负的现象，叫动作电位。 动作电位产生机制 K+ Na+ K通道 Na通道 膜外 膜内 动画演示 ① ② Na+ K+ ① Na+ K+ ② 神经细胞膜上有一些门控的Na+通道，膜未受刺激时，这些通道是关闭的，膜受刺激时，受刺激部位的Na+通道短暂开放，部分Na+内流，使膜内电位逐渐升高，并超过膜外，膜电位出现反转。 +++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++ K+ Na+ K+ K+的浓度高 Na+的浓度高 Na+ K+ + 刺激 汉水丑生侯伟作品 + + + + + + + +